Патент на изобретение №2290311
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЬЕЗОПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
(57) Реферат:
Способ касается изготовления пьезопленочных материалов из высокомолекулярных термопластичных полимеров, сополимеров и их смесей и может быть использован в различных видах приборов и устройств. Способ включает получение неориентированной пленки, ее ориентацию, поляризацию, воздействие ионизирующего излучения и повторной поляризации. Затем поляризационную пленку дополнительно подвергают воздействию ультрафиолетовых лучей до и/или после ионизирующего излучения с последующей поляризацией после каждого вида воздействия. Техническим результатом является повышение энергетических параметров получаемого материала. 5 табл.
Изобретение относится к области получения пьезопленочных материалов на основе термопластов, например поливинилиденфторида (ПВДФ), его сополимеров или его смеси с другими термопластами. Область применения пьезопленок в различных видах приборов и устройств весьма широка: 1. Электромеханические преобразователи; Динамики, головные телефоны, дисплеи, растровые оптические системы, управляемые диафрагмы, электромеханические затворы, ультразвуковые преобразователи и модуляторы света и др. 2. Механоэлектрические преобразователи: Микрофоны малощумящие и щумопоглощающие, датчики давления и деформации, активный элемент источников энергии (преобразование энергии морских волн, ветра в электрическую) и др. 3. Пироэлектрические области Детекторы ИК-излучения, профиля луча лазера, вторжения. Разделитель (фильтр) зарядов, фотокопировальные устройства, преобразователи температуры и др. Известны способы получения пленок ПВДФ методами плоскощелевой экструзии, экструзией с раздувом и поливом раствора полимера на подложку. Разновидностью технологических приемов при получении заготовок и их дальнейшей вытяжке является получение слоистых ПВДФ пленок с полипропиленовой (ПП) пленкой [1], пленок из композиции ПВДФ и полиметилметакрилата (ПММА) [2]. Фирма “Куреха” в Японии разработала валковый метод непрерывной вытяжки пленки [3], который получил широкое распространение, дающий одноосную ориентацию. Исследователями Японии и США [4-5] были разработаны способы получения двухосно ориентированных ПВДФ-пленок. Ориентированные ПВДФ пленки приобретают после их поляризации пьезоэлектрические свойства. Поляризацию проводят, обрабатывая пленку электрическим полем постоянного тока, помещая ее между электродами или в коронном разряде. Известен также способ получения пьезопленочных материалов, в котором процесс вытяжки пленки совмещен с процессом поляризации, пат. США [5]. Наиболее близким аналогом является способ получения пьезопленочных материалов, который состоит в том, что после вытяжки полимерной пленки и ее поляризации она подвергается воздействию ионизирующего излучения и повторной поляризации. (RU 96122443, кл. В 29 D 7/01, опубл. 1999). Техническим результатом является повышение энергетических параметров получаемого материала. Данный технический результат достигается тем, что в способе получения пьезопленочных материалов из высокомолекулярных полимеров, сополимеров и их смесей, включающем получение неориентированной пленки, ее ориентацию, поляризацию, воздействие ионизирующего излучения и повторной поляризации, согласно изобретению, поляризационную пленку дополнительно подвергают воздействию ультрафиолетовых лучей до и/или после ионизирующего излучения с последующей поляризацией после каждого вида воздействия. Повторную поляризацию проводят как при более высоком напряжении на полюсах постоянного тока, так и при тех же или пониженных значениях напряжения на электродах. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример №1 Неориентированную полимерную пленку из ПВДФ получали плоскощелевой экструзией, которую затем вытягивали в 4 раза валками и подвергали ее поляризации в коронном разряде. Напряжение на электродах 7 кВ при расстоянии электродов от пленки 1 см. Поляризованная пленка подается под пучок ускоренных электронов от ускорителя электронов, имеющий щелевую развертку, и затем она подвергается повторной поляризации в коронном разряде при напряжении на электродах 7 кв. Затем на пленку напыляли электроды из алюминия. Таким способом получали пьезопленки из отечественного ПВДФ и фирмы США – “Pennuealt Corporation” – kynar. В табл.1 представлены значения пьезомодулей d31 и d33:
Контрольные образцы во всех опытах также проходили двойную поляризацию при тех же величинах напряжения на электродах и имели ту же продолжительность поляризации. Пример №2 Неориентированную полимерную пленку из сополимера, содержащего ПВДФ 85% и трифторэтилен 15% весовых, получали плоскощелевой экструзией с последующей четырехкратной вытяжкой и подвергали ее поляризации контактным способом путем прижатия образца пленки плоскими электродами. Образцы пленки имели толщину 50 мкм. На электроды подавали напряжение 5 кВ, а время поляризации составляло 40 минут. Затем образцы облучали i-лучами Со и поляризовали их повторно 20 минут. Значения пьезомодулей контрольных и опытных образцов отечественной пленки и фирмы США представлены в табл.2.
Контрольные образцы во всех опытах также проходили двойную поляризацию при тех же величинах напряжения на электродах и имели ту же продолжительность поляризации. Пример №3 Неориентированную полимерную пленку из ПВДФ, полученную плоскощелевой экструзией, вытягивали в 4 раза вилками и подвергали ее поляризации в коронном разряде. Напряжение на электродах 7 кВ при расстоянии электродов от пленки 1 см. Поляризованная пленка обрабатывается ультрафиолетовыми лучами, опять поляризуется в коронном разряде при тех же условиях. Поляризованная пленка подается под пучок ускоренных электронов от ускорителя электронов, имеющий щелевую развертку, и опять поляризуется в коронном разряде при напряжении на электродах 7 кВ. Затем пленку обработали ультрафиолетовыми лучами и снова поляризовали в тех же условиях. После этого проводили напыление электродов из алюминия. Таким способом получали пьезопленки из отечественного ПВДФ и фирмы США “Pennwalt Coiporation” – Kynar. В табл.3 представлены значения пьезомодулей d31 и d33:
Пример №4 Пьезопленку получали как и в примере номер 3, только обработку пленки ультрафиолетовыми лучами (УФ-лучами) проводили после облучения ускоренными электронами. В табл. №4 представлены значения пьезомодулей d31 и d33.
Пример №5 Пьезопленку получали как и в примере №3, но только обработку УФ-лучами проводят до облучения ускоренными электронами. В табл. №5 представлены значения пьезомодулей d31 и d33.
Контрольные образцы во всех опытах проходили такую же поляризацию при тех же величинах напряжения на электродах и имели ту же продолжительность поляризации. Таким образом, приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет повысить пьезоэнергетические характеристики как отечественных, так и зарубежных пленок при поляризации разными методами. Источники информации 1. Пат. США 4302408, МКИ H 01 I 41/22. 2. Пат. Франции 2236905, H 01 C 4/41. 3. Пат. Японии 51-47878, МКИ H 01 I 41/22. 4. Заявка Японии 51-143738, МКИ H 01 I 41/22. 5. Пат. США 4308370, МКИ B 29 D 7/20. 6. RU 96122443 A, кл. B 29 D 7/01, 1999.
Формула изобретения
Способ получения пьезопленочных материалов из высокомолекулярных термопластичных полимеров, сополимеров и их смесей, включающий получение неориентированной пленки, ее ориентацию, поляризацию, воздействие ионизирующего излучения и повторную поляризацию, отличающийся тем, что поляризованную пленку дополнительно подвергают воздействию ультрафиолетовых лучей до и/или после ионизирующего излучения с последующей поляризацией после каждого вида воздействия.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 01.07.2008
Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
